C18070-Eigenschaften: Leitfähigkeit, Festigkeit, Biegefähigkeit und zwei Hochtemperaturverhalten

Der erste Artikel stellte C18070 als eine hochleitfähige Kupfer-Chrom-Silizium-Titan-Legierung vor. Ihr Wert liegt in einer ausgewogenen Eigenschaftskombination statt in einer einzelnen Spitzenleistung; daher werden diese Eigenschaften hier dargelegt – und eine Unterscheidung geklärt, die mehr Auswahlfehler verursacht als jede andere.

Mechanische Eigenschaften nach Anlasszustand

Die R-Wärmebehandlungszustände werden nach der minimalen Zugfestigkeit in MPa benannt. Die angegebenen Bereiche spiegeln die übliche Produktionsstreuung wider; ein Werkstattzertifikat enthält die gemessenen Werte für Ihre Charge.

Festigkeit und Härte steigen von R400 auf R580, während die Dehnung abnimmt. Dies ist absichtlich eine Legierung mit mittlerer Festigkeit: Sie zielt nicht darauf ab, die Spitzenfestigkeit einer Federlegierung zu erreichen, denn dies würde Leitfähigkeit und Biegsamkeit beeinträchtigen. Ziel ist es vielmehr, ausreichende Festigkeit bei gleichzeitig hohen Werten der beiden anderen Eigenschaften zu gewährleisten.

Biegevermögen

Hier unterscheidet sich C18070 von den meisten leitfähigen Legierungen. Bei einer Prüfung unter 90° und einer Dicke ≤ 0,5 mm betragen die minimalen Biegeradien:

Im Zustand R400 erreicht die Legierung sowohl in günstiger als auch in ungünstiger Richtung eine 0t-Biegung – sie lässt sich also falten, bis die Oberflächen plan aufeinanderliegen, ohne zu reißen. Dadurch sind tatsächlich komplexe gestanzte und umgeformte Geometrien möglich, bei gleichzeitig immer noch über 78 % IACS liegender Leitfähigkeit. Mit zunehmender Auslagerungshärte wächst der erforderliche Biegeradius; komplizierte Geometrien begünstigen daher weichere Zustände. Geben Sie sowohl den Biegeradius als auch dessen Orientierung in der Zeichnung an, damit der richtige Zustand geliefert wird.

Die beiden Hochtemperaturverhalten – verwechseln Sie diese nicht!

Käufer fordern häufig „gute Hochtemperaturleistung“, als handele es sich dabei um eine einzige Eigenschaft. Tatsächlich sind es zwei verschiedene Eigenschaften, die durch unterschiedliche Mechanismen bestimmt werden; ein Bauteil kann die eine, die andere oder beide benötigen:

Spannungsrelaxationswiderstand — ob ein Bauteil unter dauerhafter Last seinen Kontakt-Druck beibehält oder allmählich nachlässt. Diese Eigenschaft ist entscheidend dafür, dass ein Steckverbinder über Jahre hinweg bei erhöhter Temperatur zuverlässig hält.

Weichwerdenwiderstand — ob das Material selbst an Festigkeit verliert und weich wird, wenn es erhitzt wird. Dies bestimmt, ob das Bauteil nach einer Erhitzung seine Form und Härte behält.

C18070 schneidet bei beiden Eigenschaften gut ab, doch beantworten sie unterschiedliche Fragen. Wenn der Ausfallmodus des Bauteils lautet: »Der Kontakt löst sich nach Monaten im Betrieb«, ist die Spannungsrelaxation die entscheidende Kenngröße. Wenn er lautet: »Das Bauteil wird nach einer thermischen Belastung weich«, ist der Weichwerdenwiderstand die maßgebliche Eigenschaft. Die Spezifikation der falschen Kenngröße ist ein häufiger und kostspieliger Fehler.

Spannungsrelaxationswert

Unter 200 °C über 1000 Stunden behält C18070 mindestens 85 % seiner Spannung bei. Praktisch bedeutet dies, dass ein Kontakt nach langem, heißem Betrieb den Großteil seiner Klemmkraft bewahrt – ein Verhalten, auf das Hochspannungsbatterien oder Motorraumsteckverbinder angewiesen sind. In Kombination mit einer Leitfähigkeit von 78–83 % IACS ergibt sich damit jenes Eigenschaftspaar, das die Legierung für hochstromführende Verbindungen geeignet macht, die zudem hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

Häufig gestellte Fragen

Welche Temperatur bietet die beste Biegefähigkeit?

R400, das sowohl in positiver als auch in negativer Richtung eine 0-t-Biegung erreichen kann, wodurch es für komplex geformte Teile geeignet ist.

Wie hoch ist die Spannungserhaltung von C18070 bei hoher Temperatur?

Mindestens 85 % nach 1000 Stunden bei 200 °C, was eine stabile Kontaktkraft während langfristigem Betrieb unter hohen Temperaturen anzeigt.

Ist Spannungsrelaxation dasselbe wie Aufweichung?

Nein. Spannungsrelaxation ist der Verlust der Kontaktkraft unter dauerhafter Last; Aufweichung ist der Verlust der Werkstofffestigkeit bei Erwärmung. Es handelt sich um unterschiedliche Mechanismen, die separat spezifiziert werden müssen.

Als Nächstes in dieser Reihe: Anwendungen von C18070 — EV-Batterie-Steckverbinder, Photovoltaik-Hardware, Relais und Sicherungskästen.